JPH11309734A

JPH11309734A - 発泡成形方法

Info

Publication number: JPH11309734A
Application number: JP10120166A
Authority: JP
Inventors: Iwao Nohara; 岩男野原; Tomio Nakajima; 富男中嶋; Kiyotaka Ida; 清孝井田
Original assignee: Daisen Industry Co Ltd
Current assignee: Daisen Industry Co Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】充填、加熱、冷却、離型の各工程における充
填密度むら、昇温、降温の遅れ、または水濡れ現象の解
消が可能となる【解決手段】一対の金型２１、３１で包囲して形成し
た発泡成形用キャビテイ１に原料ビーズを充填し、それ
を加熱、発泡させて発泡成形体となし、それを冷却して
から離型して取り出す発泡成形方法であって、前記一対
の金型２１、３１が型閉されたときに、キャビティ１の
外周先端部分１ａに位置する金型外周部２１ａ、３１ａ
の合わせ目に、外部用役口１３に連通するよう形成され
る型間通路１２を利用して、スチーム供給、加圧減圧、
圧縮空気の供給など各種用役を操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリスチレンなど
の発泡樹脂製の断熱性容器あるいは建設用型材、または
断熱床下地材などを製造するための発泡成形方法の改良
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の背景となる発泡成形方法の概要
を説明する。この従来の発泡成形に用いられる金型装置
の配置は、図２の断面略図に示すように、発泡製品が充
填成形されるキャビティ１を形成するよう、凸型金型３
１と凹型金型２１がフレーム２３、３３に固定されて対
向配置されるとともに、凹型金型２１は通常固定されて
いるが、凸型金型３１は、図２のように凹型金型２１内
にキャビティ１を形成した状態から水平に移動（図２で
は右方向へ）し、成形された発泡体を取り出すことがで
きるよう移動可能に配置されている。そして、この金型
２１、３１には、後記の加熱用スチームなどの用役が通
過できるよう多数のベントホール２２、３２が透設され
ている。

【０００３】また、これら凹、凸金型２１、３１の裏面
側には、スチームなどの用役が供給される凹側チャンバ
２と凸側チャンバ３が形成されている。なお、この事例
では、それぞれのチャンバ２、３の上部には、加熱用ス
チームなどを供給するための上部用役口２４、３４が設
けられ、下部には、下部用役口２５、３５が設けられ、
減圧ポンプあるいはドレン配管（いずれも図示せず）に
接続されている。

【０００４】なお、金型２１、３１に透設された多数の
ベントホール２２、３２は、実際には、０．５ｍｍφ程
度のベントホールを１０〜２０個透設した外径７〜１２
ｍｍの蓋を有する筒体からなるアルミニウム合金製コア
ベントを、金型２１、３１の表面に２０〜３０ｍｍのピ
ッチで孔明け配置したコアベント取付孔に嵌め込んで設
けられているものである。

【０００５】このような発泡成形用金型装置を用いる発
泡成形方法の概要は、先ず（１）金型を型閉してキャビ
テイ１を形成し、このキャビティ１内に、ポリスチレン
などの予備発泡させた原料ビーズを充填するという原料
ビーズの充填工程。次いで、（２）この原料ビーズを加
熱用スチームで加熱し、溶融発泡させる加熱工程。
（３）その後、発泡体を冷却固化させる冷却工程、
（４）冷却後、型開して、所定形状の発泡成形体として
金型装置から取り出す離型工程、という手順からなるも
のである。

【０００６】ここでこれら各工程について、さらに説明
する。（１）原料ビーズの充填工程外部の原料サービスタンク（図示せず）から原料ビーズ
をフィーダ２６を通じてキャビティ１内に送入し充填す
る工程であり、それにはクラッキング充填法、加圧充填
法あるいは加圧圧縮充填法などがあるが、いずれも原料
ビーズを搬送するための圧縮エアは、キャビティ１から
ベントホール２２、３２を通じて両側チャンバ２、３に
抜き出し、外部に排出する。または、凹、凸金型２１、
３１を完全に閉じずに、その金型外周部２１ａ、３１ａ
にある程度の隙間を一時的に残した状態、すなわちクラ
ッキングを設けた場合には、そのクラッキング隙間から
も圧縮エアが排出される。

【０００７】このようなクラッキングを設けない充填方
法では、キャビティ１の外周先端部分１ａに原料ビーズ
が充填されにくく、密度むらが生じやすい不具合があ
る。また、そのために前記のクラッキングを設けると、
先端部の密度むらはある程度回避できるが、充填後の型
閉めにより型閉め代分だけ原料ビーズが圧縮されると
き、キャビティ１の側面部分と平面部分とで圧縮率が異
なることになり、結果、充填密度がバラツクという問題
があった。さらには、クラッキングが大気圧に連通して
いるので背圧が高く加圧圧縮充填法が行えないなどの問
題があった。

【０００８】（２）加熱工程この場合には、一方のチャンバ、例えば凸型側チャンバ
３から供給される加熱スチームは、凸金型３１のベント
ホール３２を通って、キャビテイ１に送り込まれ、充填
された原料ビーズを加熱した後、凹金型２１のベントホ
ール２２を通って、凹型側チャンバ２に抜け出し、外部
に排出される。

【０００９】この場合、キャビティ１の外周先端部分１
ａは、行き止まり形状になっているので、スチームが到
達しにくいうえ、凹、凸金型２１、３１の比較的熱容量
が大きい金型外周部２１ａ、３１ａに熱量が流れてしま
うので、このキャビティ１の外周先端部分１ａの原料ビ
ーズの温度が上がりにくく、昇温が他の部分より相当遅
れるため、加熱工程の時間を長くせざるを得ず、結局、
成形時間合計が長くなるという問題があった。

【００１０】（３）冷却工程加熱工程終了後、冷却する場合には、それぞれのチャン
バ２、３側から冷却水を凹、凸金型２１、３１に注水し
たり、同じく減圧して金型の付着水やキャビティ１内の
水分を蒸発させ、そのときの気化熱によって発泡成形体
を金型２１、３１とともに冷却するのである。このとき
にも、先の加熱工程の場合とは同様の理由により、金型
外周部２１ａ、３１ａは温度が下がりにくく、発泡成形
体のキャビティ１の外周先端部分１ａに位置する部分を
十分冷却するのに時間がかかるという問題があった。

【００１１】（４）離型工程この離型工程において、凸金型３１を右方向（図２）に
移動させてから、凹金型２１裏面側からエジェクトピン
（図示せず）で発泡成形体を右方向（図２）に押し出し
て、発泡成形体を金型から取り出す。この場合、凸金型
３１を型開きしたとき、金型外周部２１ａ、３１ａとフ
レーム２３、３３に囲まれた、金型装置の合わせ目に当
たる型間空洞部１１に溜まっていた水が流れ落ちて製品
である発泡成形体を濡らしてしまうという問題があっ
た。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の諸問
題を解決するためになされたものであり、充填、加熱、
冷却、離型の各工程における金型外周部２１ａ、３１
ａ、あるいはキャビティ１の外周先端部分１ａに起因す
る、充填密度むら、昇温、降温の遅れ、または水濡れ現
象の解消が可能となる発泡成形方法を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた本発明の発泡成形方法は、裏面側にチャン
バを配設した一対の金型で包囲して形成した発泡成形用
キャビテイに原料ビーズを充填し、それを加熱、発泡さ
せて発泡成形体となし、それを冷却してから離型して取
り出す発泡成形方法であって、前記一対の金型が型閉さ
れたときに、キャビティの周辺に位置する金型の合わせ
目に、外部に連通するよう形成される型間通路を利用し
て、スチーム供給、加圧減圧、圧縮空気の供給など各種
用役を操作することを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明はさらに具体化すれば、前記
の発泡成形方法において、前記型間通路を利用して、次
の各操作を少なくとも一つを含むことを特徴とする発泡
成形方法でもある。１）原料ビーズの充填に際して、充填用空気をこの金型
の合わせ目に形成された型間通路を通して排気する操
作。２）原料ビーズの充填に際して、前記型間通路を通して
キャビティ内の圧力を調整する操作。３）充填された原料ビーズの加熱に際して、前記型間通
路にスチームを導入して、型間通路周辺部を加熱すると
ともに、前記キャビティ内にも送入して、キャビティ周
辺部の原料ビーズの加熱を補う操作。４）前記冷却に際して、前記型間通路を通してキャビテ
ィ内を減圧して水分の気化による冷却を促進する操作。５）発泡成形体を取り出す離型操作に際して、前記型間
通路のドレンを排出する操作。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の発泡成形方法に係
る実施形態を、図１を参照して説明する。図１は、本発
明の発泡成形方法の適用できる発泡成形用金型装置の要
部断面を示すものであり、発泡用原料ビーズが充填、成
形されるキャビティ１を形成するよう、多数のベントホ
ール２２、３２を有する凸型金型３１と凹型金型２１が
フレーム２３、３３に固定されて対向配置されている。
そして、これら凹、凸金型２１、３１の裏面側には、ス
チームなどの用役が供給される凹側チャンバ２と凸側チ
ャンバ３が形成され、この事例では、それぞれのチャン
バ２、３の上部には、加熱用スチームを供給するための
上部用役口２４、３４が設けられ、下部には、下部用役
口２５、３５が設けられている。以上説明した金型装置
の構造は、先に説明した従来の装置と特に変わるところ
はない。

【００１６】そして、この金型装置の特徴的な点は、金
型２１、３１を型閉したときに、キャビティ１の外周先
端部分１ａからフレーム２３側に設けられた外部用役口
１３に連通している型間通路１２、型間空洞部１１が、
金型外周部２１ａ、３１ａおよびフレーム２３、３３の
合わせ目に形成されるところにある。この場合、これら
図１の上部に示される型間通路１２、型間空洞部１１
は、図１の下部にも同様に表されるものである。また、
外部用役口１３はフレーム２３の代わりにフレーム３３
の側に設けてもよい。

【００１７】また、型間空洞部１１としては、従来から
存在するものを利用することができ、また型間通路１２
としては、キャビティ１の外周先端部分１ａの全周にわ
たり帯状に形成されていてもよく、また断続的に形成さ
れていてもよい。そして、この型間通路１２のキャビテ
ィ１側開口の幅寸法は、充填される原料ビーズの外径以
下に設定しておくことが必要である。また、図１の例で
は、型間空洞部１１に通じる外部用役口１３には、スチ
ーム供給配管Ｓが接続され、同時にバルブを介してドレ
ン配管Ｄおよび真空排気配管Ｖまたは必要に応じて圧縮
空気配管（図示せず）などが分岐接続され、各種用役の
供給などの操作が、ベントホール２２、３２を通じて行
う従来の通常に行われる操作と別個に、独立して行える
よう設けられている。

【００１８】この実施形態における発泡成形方法は、以
上説明した図１に示す金型装置を利用するものであり、
前記一対の凹、凸金型２１、３１で包囲して形成した発
泡成形用キャビテイ１に原料ビーズを充填し、それを加
熱、発泡させて発泡成形体となし、それを冷却してから
離型して取り出す発泡成形方法であって、前記一対の
凹、凸金型２１、３１が型閉されたときに、キャビティ
１の外周先端部分１ａに位置する金型外周部２１ａ、３
１ａの合わせ目に、外部用役口１３に型間空洞部１１を
通して連通するよう形成される型間通路１２を利用し
て、スチーム供給、加圧減圧、圧縮空気の供給など各種
用役を操作する、すなわち、各用役を供給したり、その
圧力を調整したりする方法である。

【００１９】この場合、この型間通路１２を利用する用
役操作を、金型２１、３１のベントホール２２、３２を
利用する用役操作と別個に独立して行うか、またはそれ
と連動させて共通に行うかは、成形条件に応じて適宜選
択可能であるが、前者のように独立して操作する場合に
は、精度の高い運転が可能となりより好ましい方法であ
る。

【００２０】さらに、本発明は、前記の発泡成形方法に
おいて、前記型間通路を利用して、次の各操作を少なく
とも一つを含む発泡成形方法として、具体化することが
できるものである。

【００２１】１）原料ビーズの充填工程において、原料
ビーズをサービスタンクから送り込むための充填用空気
をこの金型の合わせ目に形成された型間通路１２を通し
て排気する操作を行う。この場合には、凹、凸金型２
１、３１のベントホール２２、３２から排気するのと合
わせてキャビティ１の外周先端部分１ａの部分からも排
気するので、クラッキングを設けなくとも原料ビーズが
十分に行き渡り、充填密度むらが生じるのを防止でき
る。さらに、発泡成形体が深さの深い容器の場合や先端
部が複雑な形状の場合であっても、原料ビーズの充填性
が向上する利点が得られるのである。

【００２２】２）原料ビーズの充填工程において、前記
のように排気するだけでなく、型間通路１１を通してキ
ャビティ１内の圧力を調整する操作を行う。すなわち、
原料ビーズをサービスタンクから送り込むための充填用
空気の圧力に対して、背圧を所望の圧力に調節すること
により、加圧充填法、加圧圧縮充填法などの他、背圧を
大気圧以下に設定する吸引充填法、真空充填など最も好
ましい充填方法を採用することができるようになる。

【００２３】３）充填された原料ビーズの加熱工程にお
いて、前記型間通路１２にスチームを導入して、型間通
路１２の周辺部を加熱するとともに、前記キャビティ１
内にも送入して、キャビティ周辺部の原料ビーズの加熱
を補う操作を行う。

【００２４】この場合には、従来比較的熱容量が大きく
温度が上昇しにくかった、凹、凸金型２１、３１の金型
外周部２１ａ、３１ａが直接加熱されるようになるの
で、キャビティ１の外周先端部分１ａの原料ビーズの迅
速な温度上昇が可能になるから、結局、成形時間合計を
短縮できるという利点が得られるのである。

【００２５】この他、スチームによる外周先端部分１ａ
のエアパージが確実になる、あるいは型間通路１２を通
じて独立した調圧操作が可能となるので、チャンバ圧に
対してプラス、マイナスなどコントロールして金型内の
温度バランスを最も好ましい状態に設定でき、大幅なサ
イクル時間削減あるいは省エネ効果が期待できる。

【００２６】４）冷却工程において、冷却水の注水の
他、前記型間通路１２を通してキャビティ１内を減圧し
て、注水によってキャビティ１内に侵入した水分の気化
による冷却を促進するとともに、ドレンを排出する操作
を行う。この場合においても、熱容量が大きく温度が下
がりにくい金型外周部２１ａ、３１ａの温度低下を促進
できるから、サイクル時間の削減に大いに貢献できるの
である。

【００２７】５）発泡成形体を取り出す離型工程におい
て、前記型間通路１２、型間空洞部１１の溜まってくる
ドレンを排出する操作を行う。その結果、前記冷却時の
注水によって生じた型間通路１２、型間空洞部１１に溜
まるドレンが除去できるから、離型のために型開きして
も発泡成形体製品を濡らしたり、作業場を水濡れ状態に
するなどの不具合が解消できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の発泡成形方法は、以上に説明し
たように構成されているので、発泡成形方法の充填、加
熱、冷却、離型の各工程における、発泡成形体の、キャ
ビティの外周先端部分に相当する部分に発生する充填密
度むら、昇温、降温の遅れ、または水濡れ現象の解消が
可能となり、品質の改善、成形操作サイクル時間の短縮
化などができる。

【００２９】また、チャンバの調圧操作から型間通路を
利用した独立した圧力制御が可能となるから、運転の自
由度が増加し、金型内のバランスのよい圧力／温度の制
御ができるという優れた効果がある。よって本発明は従
来の問題点を解消した発泡成形方法として、その工業的
価値は極めて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用できる発泡成形用金型装置の要部
断面略図。

【図２】従来の発泡成形用金型装置の要部断面略図。

【符号の説明】１キャビティ、１ａ外周先端部分、１１型間空洞
部、１２型間通路、１３外部用役口、２１凹金
型、２１ａ金型外周部、２２ベントホール、２３
フレーム、３１凸金型、３１ａ金型外周部、３２
ベントホール、３３フレーム、Ｓスチーム配管、Ｄ
ドレン配管、Ｖ減圧配管。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】裏面側にチャンバを配設した一対の金型で
包囲して形成した発泡成形用キャビテイに原料ビーズを
充填し、それを加熱、発泡させて発泡成形体となし、そ
れを冷却してから離型して取り出す発泡成形方法であっ
て、前記一対の金型が型閉されたときに、キャビティの
周辺に位置する金型の合わせ目に、外部に連通するよう
形成される型間通路を利用して、スチーム供給、加圧減
圧、圧縮空気の供給など各種用役を操作することを特徴
とする発泡成形方法。
【請求項２】請求項１に記載の発泡成形方法において、
前記型間通路を利用して、次の各操作を少なくとも一つ
を含むことを特徴とする発泡成形方法。１）原料ビーズの充填に際して、充填用空気をこの金型
の合わせ目に形成された型間通路を通して排気する操
作。２）原料ビーズの充填に際して、前記型間通路を通して
キャビティ内の圧力を調整する操作。３）充填された原料ビーズの加熱に際して、前記型間通
路にスチームを導入して、型間通路周辺部を加熱すると
ともに、前記キャビティ内にも送入して、キャビティ周
辺部の原料ビーズの加熱を補う操作。４）前記冷却に際して、前記型間通路を通してキャビテ
ィ内を減圧して水分の気化による冷却を促進する操作。５）発泡成形体を取り出す離型操作に際して、前記型間
通路のドレンを排出する操作。